using System.Collections.Generic;

namespace Test.ConsoleProgram.Algorithm.Solution
{
    [TestDescription("算法: 0207. 课程表")]
    public class No0207_CanFinish : AbsBaseTestItem
    {
        /*
        你这个学期必须选修 numCourse 门课程，记为 0 到 numCourse-1 。
        在选修某些课程之前需要一些先修课程。 例如，想要学习课程 0 ，你需要先完成课程 1 ，我们用一个匹配来表示他们：[0,1]
        给定课程总量以及它们的先决条件，请你判断是否可能完成所有课程的学习？
        提示：
            输入的先决条件是由 边缘列表 表示的图形，而不是 邻接矩阵 。详情请参见图的表示法。
            你可以假定输入的先决条件中没有重复的边。
            1 <= numCourses <= 10^5
        */

        public override void OnTest()
        {
            // 解释: 总共有 2 门课程。学习课程 1 之前，你需要完成课程 0。所以这是可能的。
            Assert.TestExe(CanFinish, 2, new int[][] { new int[] { 1, 0 }, }, true);

            // 解释: 总共有 2 门课程。学习课程 1 之前，你需要先完成​课程 0；并且学习课程 0 之前，你还应先完成课程 1。这是不可能的。
            Assert.TestExe(CanFinish, 2, new int[][] { new int[] { 1, 0 }, new int[] { 0, 1 }, }, false);

            Assert.TestExe(CanFinish2, 2, new int[][] { new int[] { 1, 0 }, }, true);
            Assert.TestExe(CanFinish2, 2, new int[][] { new int[] { 1, 0 }, new int[] { 0, 1 }, }, false);
        }

        /// <summary>
        /// 方法一：深度优先搜索
        /// </summary>
        public bool CanFinish(int numCourses, int[][] prerequisites)
        {
            List<List<int>> edges;
            int[] visited;
            bool valid = true;
            void dfs(int u)
            {
                visited[u] = 1;
                foreach (int v in edges[u])
                {
                    if (visited[v] == 0)
                    {
                        dfs(v);
                        if (!valid)
                        {
                            return;
                        }
                    }
                    else if (visited[v] == 1)
                    {
                        valid = false;
                        return;
                    }
                }
                visited[u] = 2;
            }

            edges = new List<List<int>>();
            for (int i = 0; i < numCourses; ++i)
            {
                edges.Add(new List<int>());
            }
            visited = new int[numCourses];
            foreach (int[] info in prerequisites)
            {
                edges[info[1]].Add(info[0]);
            }
            for (int i = 0; i < numCourses && valid; ++i)
            {
                if (visited[i] == 0)
                {
                    dfs(i);
                }
            }
            return valid;
        }

        /// <summary>
        /// 方法二: 广度优先搜索
        /// </summary>
        public bool CanFinish2(int numCourses, int[][] prerequisites)
        {
            List<List<int>> edges;
            int[] indeg;
            edges = new List<List<int>>();
            for (int i = 0; i < numCourses; ++i)
            {
                edges.Add(new List<int>());
            }
            indeg = new int[numCourses];
            foreach (int[] info in prerequisites)
            {
                edges[info[1]].Add(info[0]);
                ++indeg[info[0]];
            }

            Queue<int> queue = new Queue<int>();
            for (int i = 0; i < numCourses; ++i)
            {
                if (indeg[i] == 0)
                {
                    queue.Enqueue(i);
                }
            }

            int visited = 0;
            while (queue.Count > 0)
            {
                ++visited;
                int u = queue.Dequeue();
                foreach (int v in edges[u])
                {
                    --indeg[v];
                    if (indeg[v] == 0)
                    {
                        queue.Enqueue(v);
                    }
                }
            }

            return visited == numCourses;
        }
    }
}
